Земля принимает участие в двух движениях в пространстве: вращается вокруг оси и двигается вокруг Солнц со средней скоростью 30 км/с на расстоянии около 149,6 млн км.
Восход Земли на Луне
Благодаря движению Земли по орбите с периодом 365 суток 5 ч 48 мин 46 с Солнце, перемещается по небу среди звезд с тем же периодом в направлении, противоположном суточному обращению неба, с запада на восток.
В первом приближении Землю можно считать шаром. Но из-за вращения, которое служит причиной появления центробежной силы, она немного сплюснута возле полюсов. Поэтому более близким к настоящей форме Земли будет эллипсоид вращения, полученный вращением эллипса вокруг малой оси. При этом большую полуось эллипсоида принимают равной a = 6 378 160 м, а маленькую b = 6 376 778 м.
Земля вращается вокруг оси, причем скорость движения точек земной поверхности разная в разных широтах: максимальная на экваторе — 465 м/с — и нулевая на полюсах. Соответственно и ускорение силы земного притяжения в разных широтах разное: минимальное на экваторе — 9,78 м/с2, максимальное на полюсах — 9,83 м/с2.
Изучая нашу планету, ученые уже давно выделили ряд присущих ей оболочек. Наиболее отдаленной оболочкой Земли является магнитосфера — участок околоземного пространства, физические свойства которого определяются магнитным полем Земли и его взаимодействием с потоками заряженных частиц. Магнитное поле Земли близкое к полю магнитного диполя, и его напряженность составляет около 40 А/м.
Из-за действия потока частиц со стороны Солнца (солнечного ветра) на дневной стороне магнитные силовые линии немного прижаты к Земле. В области замкнутых линий геомагнитного поля существует ловушка для заряженных частиц. Геомагнитное поле захватывает и удерживает внутри магнитосферы огромное количество протонов и электронов, которые образуют радиационные пояса. Выделяют внутренний и внешний радиационные пояса на расстоянии от поверхности Земли соответственно 1 000-1 100 км и 35 000-50 000 км.
Земля окружена воздушной оболочкой — атмосферой которая не имеет четких границ и по своим физическим свойствам на разных высотах делится на тропосферу (высота 9-17 км от полюса к экватору, температура уменьшается с высотой до -55°), стратосферу (до 55 км, температура возрастает до 0°), мезосферу (до 85 км, температура уменьшается до -85°) и термосферу (от 90 км и выше, температура снова возрастает). С учетом электрических свойств атмосферы на высоте 70-400 км выделяют ионосферу, где воздух сильно ионизирован.
Главные составляющие (по массе) воздуха: азот — 78 %, кислород — 21 %, аргон — 0,93 %, углекислый газ -0,03 %, озон и водяной пар. Другие газы имеются в количестве, меньше 0,01 %.
Под атмосферой лежат гидросфера и литосфера — оболочки, на которых существует практически все живое на Земле.
Под гидросферой понимают совокупность всей воды на Земле в твердом, жидком и газообразном состоянии. Наибольшее количество воды находится в жидком состоянии. Она образует Мировой океан, который вмещает 97 % всей поверхностной воды и покрывает 71 % земной поверхности. 2,5 % воды приходится на лед, а на озера, речки и атмосферную влагу — лишь 0,5 %.
Литосфера — это верхняя твердая оболочка Земли. Она полностью окрывает недра планеты. Тем не менее, с помощью сейсмических волн, которые распространяются внутри планеты во время землетрясений, было выяснено внутреннее строение Земли. Исходя из скорости распространения сейсмических волн, земные недра разделяют на такие слои: кора толщиной от 5 км под океанами до 70-80 км под высочайшими горами; мантии верхняя и нижняя общей толщиной до 2 900 км; внешнее ядро до 2 100 км толщиной; внутреннее ядро радиусом до 1 300 км.
Есть мнение, что в отличии от коры и мантии, которые вообще находятся в твердом состоянии, внешнее ядро жидкое. С ним связывают наличие геомагнитного поля. Считается, что в жидком внешнем ядре Земли могут происходить довольно сложные интенсивные движения вещества, которое имеет высокую электропроводность. При этом возникают сильные электрические токи, которые и генерируют магнитное поле нашей планеты.
Твердое внутреннее ядро из-за температуры до 7 000° К и давления до 3,5 млн атмосфер находится в необыкновенном состоянии. Из-за таких физических условий электронные оболочки атомов разрушаются и получается плотная плазма, насыщенная свободными электронами. При этом вещество, как и металл, начинает хорошо проводить ток, поєтому, по аналогии, такое ее состояние называется металлической фазой.
Земля имеет богатый химический состав. 90 % ее массы приходится на железо, кислород, магний и кремний. Земная кора почти наполовину состоит из кислорода, который входит в состав разных окислов, и на четверть — из кремния. Значительный процент приходится также на алюминий. Кислород, кремний и алюминий образовывают наиболее распространенные в природе соединения — кремнезем и глинозем.
Наиболее распространенным компонентом мантии является кремнезем в составе силикатов. Относительно ядра, то оно, вероятно, состоит из железа с примесями никеля и серы или никеля и кремния.
Вид Земли с космического корабля Апполон во время экспедиции к Луне
